高中物理 第3、4、5章 抛体运动 匀速圆周运动 万有引力定律及其应用 17单元测试 鲁科版必修2.doc

第3、4、5章抛体运动匀速圆周运动万有引力定律及其应用单元测试一、不定项选择题（共10小题，每小题4分，共40分）1. 对平抛运动的物体，若重力加速度g为已知，再利用下面给出的哪组条件，就可以确定出物体的初速度大小？a.水平位移 b.下落高度c.落地时速度的大小和方向d.落地时位移的大小和方向2. 在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人.假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为v1，摩托艇在静水中的航速为v2，战士救人的地点a离岸边最近处o的距离为d.如战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离o点的距离为a. b.0c. d.3. 图为一空间探测器的示意图，p1、p2、p3、p4是四个喷气发动机，p1、p3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，p2、p4的连线与y轴平行，每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动.开始时，探测器以恒定的速率v0向正x方向平动.要使探测器改为向正x偏负y 60 的方向以原来的速率v0平动，则可a.先开动p1适当时间，再开动p4适当时间b.先开动p3适当时间，再开动p2适当时间c.开动p4适当时间d.先开动p3适当时间，再开动p4适当时间4. 如图所示，从倾角为的斜面上的m点水平抛出一个小球，小球的初速度为v0，最后小球落在斜面上的n点，据此a.可求出m、n之间的距离b.可求出小球落到n点时速度的大小和方向c.可求出小球到达n点时的速度d.可求出小球离开斜面的最大距离5. 右图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点.左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r.b点在小轮上，它到小轮中心的距离为r.c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中，皮带不打滑.则a.a点与b点的线速度大小相等b.a点与b点的角速度大小相等c.a点与c点的线速度大小相等d.a点与d点的向心加速度大小相等6. 质量为m的滑块从半径为r的半球形碗的边缘滑向碗底，过碗底时速度为v若滑块与碗间的动摩擦因数为则在过碗底时滑块受到摩擦力的大小为a.b. c. d. 7. 火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是a.轨道半径b.若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向外c.若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内d.当火车质量改变时，安全速率也将改变8. 已知引力常量g、月球到地球中心的距离r和月球绕地球运行的周期t。仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有a. 月球的质量b. 地球的质量c. 地球的半径d. 月球绕地球运行速度的大小9. 已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍。不考虑地球、月球自转的的影响，由以上数据可推出a. 地球的平均密度与月球的平均密度之比约为9：8b. 地球表面的重力加速度与月球表面重力加速度之比约为9：4c. 靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的周期与靠近月球表面圆轨道运行的航天器的周期之比为8：9d. 靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器线速度与靠近月球表面圆轨道运行的航天器线速度之比为81：410. 最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用的时间为1200年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍。假定该行星绕恒星运动的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周，仅利用以上两个数据可以求出的量有a. 恒星质量与太阳质量之比b. 恒星密度与太阳密度之比c. 行星质量与地球质量之比d. 行星运行速度与地球公转速度之比二、填空题（共5小题。每小题4分，共20分）11. 以20 m/s的初速度将一物体由足够高的某处水平抛出，当它的竖直速度跟水平速度相等时经历的时间为_；这时物体的速度方向与水平方向的夹角为_；这段时间内物体的位移大小为_.(g取10 m/s2)12. 有一小船正在渡河，如图所示，在离对岸30 m时，其下游40 m处有一危险水域.假若水流速度为5 m/s，为了使小船在危险水域之前到达对岸，那么，小船从现在起相对于静水的最小速度应是_.13. 飞机向下俯冲后拉起，若其运动轨迹是半径为r=6 km的圆周的一部分，过最低点时飞行员下方的座椅对他的支持力等于其重力的7倍，飞机过最低点的速度大小为_m/s.14. 汽车在水平圆弧弯道上以恒定的速率在20 s内行驶20 m的路程，司机发现汽车速度的方向改变了30角.司机由此估算出弯道的半径是_m；汽车的向心加速度是_.(取2位有效数字)15. 中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大。现有一中子星，观测到它的自转周期为。为了维持该星的稳定，从而不致因自转而瓦解，则该中子星的最小密度为 。计算时引力常数g取，星体可视为均匀球体，结果保留三位有效数字。三、计算题（共3小题。16题8分，17题、18题各11分。共30分）16. 在宇宙中，由两个星球组成的系统叫做双星。它们在相互之间的万有引力作用下，绕两星球中心连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。现有一个由两个星球构成的双星系统，已知两个星球的质量分别为m1、m2,两星球中心之间的距离为l，引力常量为g。试求：双星的运动周期t。17. 中子星是恒星演变到最后的一种存在形式。（1）有一密度均匀的星球，以角速度绕自身的几何对称轴旋转，若维持其表面物质不因快速旋转而被甩掉的力只有万有引力，那么该星球的密度至少要多大?（2）蟹状星云中有一颗中子星，它每秒转30周，以此数据估算这颗中子星的最小密度。（3）若此中子星的质量约等于太阳的质量，试问它的最大可能半径是多大?已知太阳的质量为m=21030 kg。18. 如图所示，在圆柱形屋顶中心天花板o点，挂一根l=3 m的细绳，绳的下端挂一个质量m为0.5 kg的小球，已知绳能承受的最大拉力为10 n.小球在水平面内做圆周运动，当速度逐渐增大到绳断裂后，小球以v=9 m/s的速度落到墙角处.求这个圆柱形房屋的高度h和半径r.（g取10 m/s2）19. 2003年10月15日9时整，我国自行研制的“神舟五号”载人飞船顺利升空，并于次日6时23分在内蒙古主着陆场成功着陆，返回舱完好无损，中国首位宇航员杨利伟自主出舱，中国首次载人航天飞行取得圆满成功。请按以下简化模型解答有关“神舟五号”的问题。设地球的半径为r0 ，自转周期为t0 。地球表面处的重力加速度为g0 。宇航员（连同他的装备）的质量为m0。（1）载人飞船是用火箭送入太空的，可以认为在火箭点火后的最初阶段，载人飞船沿竖直方向以加速度a向上做匀加速运动，宇航员这时平躺在飞船机舱的底部。问：宇航员这时处于什么状态（指是超重状态、还是失重状态）？试求：当宇航员感觉到机舱的底部对他向上的压力大小为km0g0（k为常数）时，火箭离开地面的高度。（2）神州5号飞船于某一时刻进入圆形预定轨道并沿此轨道绕地球做匀速圆周运动。经过时间t，飞船绕地球运行了n圈。接到指令后，飞船离开此轨道准备返回地面。试求：飞船圆形预定轨道的高度。（3）假设神州5号飞船的圆形预定轨道位于赤道平面内，飞船绕行方向与地球自转方向相同。飞船沿此轨道运行时，于某一时刻飞经赤道地面上某一建筑物的正上方。试求：从此时刻算起到下一次飞船再次飞经该建筑物的正上方时所经历的时间。参考答案一、 不定项选择题1 . cd 2. c 3. a 4. a、b、d 5. c、d 6. c 7. a、c、d 8. b、d 9.d 10. a、d二、填空题11. 2 s；45；44.7 m12. 3 m/s 13. 38.2； 0.026 m/s2 ；14. 60015. 三、计算题16. 解析：设质量为m1的星球的轨道半径为r，则有：解得：。对质量为m1的星球，根据万有引力定律和牛顿第二定律得：解得：。17. 解析：（1）在中子星的赤道上选一质量为m的物体，该物体不能被中子星甩掉得条件为：又因为：，带入上式中得： 。故该星球的密度至少为：。（2）将已知数据带入最小密度的表达式，得：（3）由得，中子星的最大可能半径是：18. 解析：设绳与竖直方向夹角为，则有：解得：，小球在绳断时离地高度为：小球做匀速圆周运动的半径为：。用v0表示小球做圆周运动时的线速度。根据向心力公式得： 绳子断开后，小球做平抛运动。落地时竖直方向的分速为：。所以有： 联立、式得：。小球做平抛运动的时间为： ,水平距离为：，所以圆柱形房间的半径为： 。19. 解析：（1）. 用m表示地球的质量，用g表示万有引力常量。在宇航员加速向上运动过程中，其加速度方向竖直向上。因此，宇航员处于超重状态。用h表示火箭离开地面的高度，用g/表示此高度处的重力